JP6205414B2 - Axial flow valve with linear actuator - Google Patents
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Description
本開示は、一般に軸流流体弁に関し、より詳細にはリニアアクチュエータを有する軸流流体弁に関する。 The present disclosure relates generally to axial fluid valves, and more particularly to axial fluid valves having linear actuators.
流体制御弁(例えば、スライディングステム弁、玉形弁、回転弁、バタフライ弁、ボール弁など)は、プロセス制御システムにおいて、プロセス流体の流れを制御するために使用され、弁の動作を自動化するためのアクチュエータ(例えば、ロータリアクチュエータ、リニアアクチュエータなど)を通常備える。これらの流体制御弁の中には、多くの用途において効果的であるがトレードオフを伴うものがある。例えば、バタフライ弁は大流量を効率的に制御するために使用することができるが、精度はさほど高くなく、その中のシール材はライフサイクルが短く温度範囲が狭いことが多い。一方、玉形弁は通常、非常に堅牢なトリムおよび精密な制御を提供するものの、既定のラインの大きさに対して流量が低いことが多い。 Fluid control valves (eg, sliding stem valves, ball valves, rotary valves, butterfly valves, ball valves, etc.) are used in process control systems to control the flow of process fluid and to automate the operation of the valves Are usually provided (for example, a rotary actuator, a linear actuator, etc.). Some of these fluid control valves are effective in many applications, but with trade-offs. For example, a butterfly valve can be used to efficiently control a large flow rate, but the accuracy is not so high, and the seal material therein often has a short life cycle and a narrow temperature range. On the other hand, a ball valve typically provides very robust trim and precise control, but often has a low flow rate for a given line size.
インラインすなわち軸流流体制御バルブは、上述の流体制御弁の代替に使用される。軸流バルブの1つの利益は、軸流バルブは玉形弁の様式のトリムを組み込んでいるので、それがもたらす利点を有するということである。具体的には、軸流弁において、このトリムは、効率を上げ、ノイズや乱れによるエネルギー損失を低減させるように流体流路に対して方向づけられうる。既知の軸流弁の中には、弁本体の外面に取り付けられ、出力軸(例えば、ステム、スピンドルなど)が弁の流体流路に略垂直に向くように配置されるアクチュエータを備えるものがある。アクチュエータの出力軸は、通常、ラックオンラック、ラック・ピニオンまたは同様のギアアセンブリを介して弁本体内で流れ制御部材(例えば、プラグ)に接続される。アクチュエータは、弁座リングに対し弁を通る流体の流れを可能にするまたは阻止する開放位置と閉鎖位置との間で弁本体内の流れ制御部材を移動させる。 In-line or axial flow fluid control valves are used as an alternative to the fluid control valves described above. One benefit of an axial valve is that it has the advantages it provides because it incorporates a ball valve style trim. Specifically, in an axial valve, this trim can be oriented with respect to the fluid flow path to increase efficiency and reduce energy loss due to noise and turbulence. Some known axial flow valves include an actuator mounted on the outer surface of the valve body and positioned so that an output shaft (eg, stem, spindle, etc.) is oriented generally perpendicular to the fluid flow path of the valve. . The actuator output shaft is typically connected to a flow control member (eg, a plug) within the valve body via a rack-on-rack, rack-and-pinion or similar gear assembly. The actuator moves the flow control member in the valve body between an open position and a closed position that allows or blocks fluid flow through the valve relative to the valve seat ring.
これらの既知の軸流流体弁においては、アクチュエータのステムの動きが弁を通る流体の流路に略垂直であるため、外付けされたアクチュエータの構成には追加の空間が必要な可能性があり、実際問題として、空間は非常に限られていることが多い。さらに、多くの既知の軸流流体弁は、作動およびシーリング(例えば、ガスケット、パッキン、シールリング)に問題を有する。これらの既知の軸流流体弁は、流体流路内でアクチュエータおよびトランスミッションをよく使用するが、結果的に、加圧プロセス流体からギアやその他の作動要素を保護するために大量のシール材やガスケットを必要とする。例えば、既知の軸流弁の中には、アクチュエータからの動きをプラグの直線運動に移すために複雑なギアボックスを使用するものがある。通常、ギアボックスは流体流路にあり、そのためプロセス流体がギアボックスに入り込むのを防ぐため大量のシール材が必要となる。このように大量のシール材を要する多くの可動部品を有する軸流流体弁を作動させると、弁本体の外に流体が漏れてしまう可能性が非常に増し、製造や維持コストが増加してしまう。 In these known axial fluid valves, the actuator's stem movement is generally perpendicular to the fluid flow path through the valve, so the configuration of the external actuator may require additional space. In practice, space is often very limited. In addition, many known axial fluid valves have problems with actuation and sealing (eg, gaskets, packings, seal rings). These known axial fluid valves often use actuators and transmissions in the fluid flow path, but as a result, a large amount of seals and gaskets to protect gears and other actuating elements from pressurized process fluids Need. For example, some known axial flow valves use complex gearboxes to transfer movement from the actuator to linear movement of the plug. Typically, the gearbox is in the fluid flow path, so a large amount of sealing material is required to prevent process fluid from entering the gearbox. When operating an axial fluid valve having many moving parts that require a large amount of sealing material, the possibility of fluid leaking out of the valve body is greatly increased, and manufacturing and maintenance costs increase. .
例示的な装置は、入口と出口との間の通路を画定する軸流弁本体を含む。該装置例は該軸流弁本体に対しておよび該通路と略位置合わせされた第1の軸に沿って移動可能なプラグ連結アセンブリを含む。該装置例は、少なくとも該プラグ連結アセンブリの一部分を該通路内の該第1軸に沿って移動させ該通路を通る流体の流れを変えるプラグ連結アセンブリに作動可能に連結されたステムを有するリニアアクチュエータを含む。該リニアアクチュエータのステムは該第1の軸とは異なる第2の軸に沿って移動する。 An exemplary device includes an axial valve body that defines a passage between an inlet and an outlet. The example apparatus includes a plug coupling assembly movable relative to the axial valve body and along a first axis generally aligned with the passage. The example apparatus includes a linear actuator having a stem operably coupled to a plug coupling assembly that moves at least a portion of the plug coupling assembly along the first axis in the passage to change the flow of fluid through the passage. including. The stem of the linear actuator moves along a second axis that is different from the first axis.
もう1つの例において、本明細書に記載の装置は、入口と出口との間の通路を画定する軸流弁本体を含む。プラグは、該軸流弁本体に対しておよび該通路の流体流路と略位置合わせされた第1の軸に沿って摺動可能に移動可能である。連結バーは、該プラグに作動可能に連結され、該連結バーの縦軸は、該第1の軸とは異なる第2の軸に沿った向きになっている。該連結バーは、該第1の軸と略位置合わせされた方向に移動し、該プラグを移動させる。 In another example, an apparatus described herein includes an axial flow valve body that defines a passage between an inlet and an outlet. The plug is slidably movable relative to the axial flow valve body and along a first axis that is generally aligned with the fluid flow path of the passage. A coupling bar is operably coupled to the plug, and the longitudinal axis of the coupling bar is oriented along a second axis that is different from the first axis. The connecting bar moves in a direction substantially aligned with the first shaft to move the plug.
さらに別の例において、装置は弁ステムと、該弁ステムの一端に作動可能に接続されるプラグを有する。該プラグは該弁ステムと略位置合わせされた軸を有する。連結バーは、該ステムのもう一方の端に作動可能に接続される。リニアアクチュエータは、該連結バーに作動可能に接続され、該連結バーの少なくとも一部分を、該弁ステムの軸に略平行な方向に移動させる。該プラグおよび弁ステムは、軸流弁本体内に配置され、該軸流弁本体を通る流体流路と略位置合わせされる。 In yet another example, the device has a valve stem and a plug operably connected to one end of the valve stem. The plug has a shaft generally aligned with the valve stem. A coupling bar is operatively connected to the other end of the stem. A linear actuator is operably connected to the coupling bar and moves at least a portion of the coupling bar in a direction generally parallel to the axis of the valve stem. The plug and valve stem are disposed within the axial valve body and generally aligned with a fluid flow path through the axial valve body.
特定の例を、上述した図面に図示し、以下に詳細に説明する。これらの例の説明において、同一または同様の要素を示すために同一または同様の参照番号が用いられる。図面は必ずしも一定に拡大縮小されておらず、図面の特定の特徴および特定の図は、明瞭性および/または簡潔性を期するために縮尺比または概略図において誇張して図示されうる。また、本明細書に亘って一部の例が説明される。任意の例の任意の特徴が、他の例の他の特徴に含まれても、それらの代替物になっても、あるいはそれらと組み合わせられてよい。 Specific examples are illustrated in the above-described drawings and are described in detail below. In describing these examples, the same or similar reference numerals are used to indicate the same or similar elements. The drawings are not necessarily to scale, and certain features and specific views of the drawings may be exaggerated in scale or schematic illustrations for clarity and / or conciseness. Also, some examples are described throughout this specification. Any feature of any example may be included in, substituted for, or combined with other features of other examples.
本明細書に記載の例示的な軸流流体弁は、弁のノイズを減らし、乱れた流体の流れを減少させ、流量を増やすために軸方向に位置合わせされた通路を提供し、配管システム内で軸流弁を収容するために必要とされる全体的な寸法を小型化し、大量のシール材およびガスケットを必要とする流れ内の作動要素を大幅に削減し、より小型のポンプおよび配管の使用を可能にするため流れ効率を向上させる。一般に、本明細書に記載の例示的な軸流流体弁は、プラグ連結アセンブリを介して、1つ以上のリニアアクチュエータ(例えば空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、電気式アクチュエータ)に作動可能に連結された玉形弁様式のトリム(例えば、プラグおよび弁座リング)を使用することが可能になる。プラグ連結アセンブリの一部分は、多くの既知の軸流流体弁に共通して見られる潜在的な漏れ経路を削減、除去するように、バルブ本体の穿孔内に延在して貫通する。 The exemplary axial flow valve described herein provides axially aligned passages in the piping system to reduce valve noise, reduce turbulent fluid flow, and increase flow rate. The overall dimensions required to accommodate the axial flow valve are reduced, greatly reducing the operating elements in the flow that require large amounts of seals and gaskets, and the use of smaller pumps and piping To improve the flow efficiency. In general, the exemplary axial fluid valves described herein are operatively coupled to one or more linear actuators (eg, pneumatic actuators, hydraulic actuators, electrical actuators) via a plug coupling assembly. A ball-shaped valve style trim (eg, plug and valve seat ring) can be used. A portion of the plug coupling assembly extends through and penetrates the bore of the valve body so as to reduce and eliminate potential leakage paths commonly found in many known axial flow fluid valves.
本明細書に記載される軸流流体弁の一例は、弁の流体流路からオフセットされ流体的に隔離され、プラグ連結アセンブリ(例えば、ステムおよび連結バー)に作動可能に連結されている(例えば、接続されている)リニアアクチュエータを含む。プラグ連結アセンブリの一部分(例えば、連結バー)は、弁本体に延在して貫通し、流体流路からプラグ連結アセンブリを流体的に隔離する穿孔すなわち開口部内で摺動可能に移動できる。少なくとも、プラグ連結アセンブリの一部分が流体流路に軸方向に整列し、それにより制約が少なくなり、弁の通路を通る流れの乱れが減ることにより、流れの効率が大幅に上がる。 An example of an axial fluid valve described herein is offset and fluidly isolated from the valve fluid flow path and is operably coupled to a plug coupling assembly (eg, stem and coupling bar) (eg, A linear actuator). A portion of the plug connection assembly (eg, a connection bar) extends through the valve body and is slidably movable within a bore or opening that fluidly isolates the plug connection assembly from the fluid flow path. At least a portion of the plug coupling assembly is axially aligned with the fluid flow path, thereby reducing constraints and reducing flow turbulence through the valve passage, thereby greatly increasing flow efficiency.
具体的には、本明細書に記載の例示的な軸流流体弁において、軸流弁本体は、弁本体に延在しまたは貫通する穿孔すなわち開口部を含む。この穿孔すなわち開口部は軸流弁内の
流体通路から流体的に隔離され、アクチュエータステムの直線運動を軸流弁内のプラグのステムに移動させる連結バー(例えば、接続ロッド、揺り軸棒など)を受け入れるように構成されている。連結バーは、弁本体の流体流路の外側に配置された少なくとも1つのリニアアクチュエータのステムに作動可能に接続することができ、また穿孔すなわち開口部を横断している隙間を通ってプラグステムにも接続される。プラグステムはパッキンを介して隙間に密閉されている。
Specifically, in the exemplary axial flow fluid valve described herein, the axial flow valve body includes perforations or openings that extend or extend through the valve body. This perforation or opening is fluidly isolated from the fluid passage in the axial valve and a connecting bar (eg, connecting rod, rocking shaft, etc.) that moves the linear motion of the actuator stem to the stem of the plug in the axial valve Configured to accept. The coupling bar can be operatively connected to the stem of at least one linear actuator located outside the fluid flow path of the valve body and also to the plug stem through a perforation or gap across the opening. Is also connected. The plug stem is sealed in the gap via the packing.
例示的な弁本体は、流体の流れを穿孔すなわち開口部の回りに、そして連結バーを弁本体の流体通路内に案内することにより、圧力境界を通り抜け隔離されるようにすることができる。作動時、連結バーは、弁トリム要素の弁本体の通路内の動きが沿う軸とは異なる軸に沿って移動するリニアアクチュエータのステムからの直線の動きを移す。例えば、プラグのステムおよびリニアアクチュエータのステムの動きが沿う軸は平行であるが、オフセットされうる(すなわち同軸ではない)。 An exemplary valve body can be isolated through a pressure boundary by guiding fluid flow around a perforation or opening and guiding a connecting bar into the fluid passage of the valve body. In operation, the connecting bar shifts linear movement from the stem of the linear actuator that moves along an axis that is different from the axis along which movement of the valve trim element in the passage of the valve body follows. For example, the axes along which the stem of the plug and the stem of the linear actuator follow are parallel but can be offset (ie not coaxial).
本明細書に記載の例は、軸流流体弁の可動要素の比較的大部分を、流体流路または流の外に配置することが可能で、それにより必要とされるシール材およびガスケットの個数が大幅に削減される。さらに、本明細書に記載の例示的な軸流流体弁は、アクチュエータが流体流の外側に配置されうるため、シール不良による漏れが低減する。本明細書に記載の例示的な軸流流体弁はまた、配管システム内にプラグ連結アセンブリを収容するために要する全体寸法を小さくし、それにより例示的な軸流流体弁がより小型のポンプや配管と共に使用可能になる。 The examples described herein allow a relatively large portion of the axial fluid valve movable element to be located outside the fluid flow path or flow, thereby requiring the number of seals and gaskets required. Is greatly reduced. Furthermore, the exemplary axial flow fluid valve described herein reduces leakage due to poor seals because the actuator can be located outside the fluid flow. The exemplary axial fluid valve described herein also reduces the overall dimensions required to accommodate the plug coupling assembly within the piping system, thereby making the exemplary axial fluid valve smaller and more compact. Can be used with piping.
本明細書に記載の例示的な軸流流体弁において、弁本体は、連結バーが弁本体の流体通路内の圧力境界にさらされることなく弁本体内に入り込みまたは貫通することができるように構成されているため、1つのパッキンおよびガスケットを、プロセス流体から連結バーおよびアクチュエータを切り離すために使うことができる。本明細書に記載の軸流弁本体およびプラグ連結アセンブリは軸流流体弁を作動させるのに必要な可動部品の数を大幅に削減する。そのため、プラグアセンブリおよび外付けリニアアクチュエータは製造および加工要件を大幅に簡略化し、軸流流体弁を製造するコストも削減する。さらに、より少ない可動部品を有することで、本明細書に記載の例示的な軸流流体弁は機械的不良および作動時の漏れの可能性を大幅に削減する。 In the exemplary axial flow valve described herein, the valve body is configured such that the connecting bar can enter or penetrate the valve body without being exposed to pressure boundaries in the fluid passages of the valve body. As such, a single packing and gasket can be used to decouple the connecting bar and actuator from the process fluid. The axial flow valve body and plug coupling assembly described herein significantly reduces the number of moving parts required to operate the axial flow valve. As such, plug assemblies and external linear actuators greatly simplify manufacturing and processing requirements and reduce the cost of manufacturing axial flow valves. Furthermore, by having fewer moving parts, the exemplary axial fluid valve described herein significantly reduces the potential for mechanical failure and leakage during operation.
図1は、本明細書に記載される軸流流体制御弁100の一例の断面図を示す。軸流流体制御弁100は第1弁本体部102、第2弁本体部104、プラグ連結アセンブリ106、第1リニアアクチュエータ108aおよび第2リニアアクチュエータ108bを含む。弁本体部102および104は連結され、軸流流体制御弁100が、流体プロセスシステム(例えば、分配配管システム)に設置される際に入口112および出口114の間の流体流路を提供する通路110を画定する。場合によっては、第1弁本体部102および第2弁本体部104は、実質的に単一の要素または構造として軸流流体制御弁100を画定するために一体的に形成することができる。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an example of an axial
第1弁本体部102は、入口112に第1フランジ116を備え、第2弁本体部104の第3フランジ120に第2フランジ118を着脱可能に連結されて備える。第1弁本体部102の第2フランジ118および第2弁本体部104の第3フランジ120はフランジ留め具(例えば、ボルト)122を介して連結されている。その他の例では、第2フランジ118および第3フランジ120はその他の適切な締結機構を用いて着脱可能に連結することができる。第2弁本体部104も、出口114に第4フランジ124を備える。作動時、第1弁本体部102の第1フランジ116は上流パイプ126に連結され、第2弁本体部104の第4フランジ124は下流パイプ128に連結されうる。
The
図1に示す例では、軸流流体制御弁100は第1(閉鎖)位置にある。軸流流体制御弁100は上流パイプ126を経由する上流供給源と下流パイプ128を経由する下流供給源の間の流体流路に置かれる。プロセス流体は、例えば天然ガスなどの任意のプロセス流体を含んでよい。作動時、プラグ連結アセンブリ106は、入口112と出口114との間の流体の流れを阻止する第1位置(例えば、閉鎖位置)と入口112と出口114との間で流体の流れを可能にする第2位置(例えば、不図示の開放位置)の間で作動する。
In the example shown in FIG. 1, the axial
図1に示す軸流流体制御弁100の例において、プラグ連結アセンブリ106は、プラグ130、プラグステム132、連結バー134を備える。例に示すように、プラグステム132は第1端部136でプラグ130に連結し、第2端部138で連結バー134に連結している。場合によっては、プラグステム132は実質的に単一の要素または構造としてプラグ130と一体的に形成することができる。図示される例では、プラグ130およびプラグステム132の一部分は、両者の縦軸がほぼ軸方向に整列されるように(すなわち同軸に)つまり、通路110の縦軸140およびそこを流れる流体流れに略平行に通路110内に配置される。
In the example of the axial
本例において、第2弁本体部104は通路110に略垂直の方向に第2弁本体部104を通って延在する穿孔142を備える。穿孔142は、内壁面144および外壁面146を有する。穿孔142の内壁面144は、通路110内のプロセス流体から流体的に隔離されている。プロセス流体は通路110を通過し、穿孔142の外壁面146の周辺を流れる。穿孔142は第2弁本体部104に通って延在し、連結バー134を受け入れる大きさになっており、以下でさらに詳細に説明されるように、縦軸140に沿った連結バー134の移動を可能にする。
In this example, the
図2でさらに明確に示すように、穿孔142は外壁面146によって通路110から流体的に隔離されている。このように通路110は、軸流流体制御弁100内で穿孔142のいずれかの側に迂回させ、穿孔142は軸流流体制御弁100の外側の環境にむきだしになっている。この例では、穿孔142は長方形であるが、他の例では穿孔142は、円形、楕円形、半楕円形であっても、あるいは連結バー134を受け入れることが可能な他のどのような形状であってよい。
As more clearly shown in FIG. 2, the
穿孔142の外壁面146は軸流流体制御弁100の通路110内の摩擦を低減させ、ひいては乱れを低減させるような形状とすることができる。図1、図2で示すように、第2弁本体部104もまた穿孔142の外壁面146から外に延在する円錐状の突出部または円錐体148を含む。円錐体148は乱れを削減あるいは軽減させるため、ひいては流れの効率を上げ、乱れやノイズによるエネルギー損失を削減するために形成される。場合によっては、円錐体148は、実質的に単一の要素または構造として第2弁本体部104と一体的に形成することができる。
The
図1、図2に示す例において、プラグステム132は穿孔142の隙間150を通って延在する。隙間150は、通路110と穿孔142の間の密閉状態を維持するためのパッキン152を含み、プラグステム132の円滑な直動運動を可能にする。パッキン152は、水密シールを形成しプロセス流体が通路110から穿孔142に漏れるのを防ぐためにパッキン152を圧迫することができるグランドナット154により適所に固定される。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the
この例では、軸流流体制御弁100は、ガスケット(例えば、シール材)156および157、ケージ158をさらに備える。ガスケット156および157は、第1弁本体部102の第2フランジ118と第2弁本体部104の第3フランジ120の間にあるケージ158のいずれかの側面に配置される。ケージ158は外側に延在し、通路110の流
体流路内に軸方向に配置される。プラグ130はケージ158内で摺動可能で、ケージ158内に密着するような大きさに形成される。図に示した例では、圧縮リング160はプラグ130とケージ158の間にはめ込まれる。
In this example, the axial
弁座リング162は、入口112に隣接する第1弁本体部102の内面に作動可能に接続されている。弁座リング162は、プラグ130のテーパ面166を受け入れるためのフランジ部164を有する。作動時、プラグ130は、第1弁本体部102および第2弁本体部104を通る流体の流れを制限あるいは阻止するために弁座リング162に向かう第1の方向、第1弁本体部102および第2弁本体部104を通る流体の流れを可能にする、あるいは増加させるために弁座リング162から離れる第2の方向に移動する。
The
プラグ130は、通路110内の流体流とケージ空洞部170のプラグ130の後方の領域間の圧力のバランスを取るための穴168aおよび168bを有する流れ制御部材である。他の例では、プラグ130は、ゲージ空洞部170のプラグ130後方の圧力のバランスを取るために2つより増減する数の穴を有することができる。さらに他の例では、プラグ130は、不平衡プラグなどの任意の他の流れ制御部材であってもよい。
プラグ連結アセンブリ106を第1位置と第2位置の間で移動させるために、連結バー134は第1リニアアクチュエータ108aおよび第2リニアアクチュエータ108bに作動可能に接続されている。連結バー134は縦軸172に沿った向きで穿孔142内に配置され、穿孔142を貫通して延在する。図に示した例では、連結バー134は通路110の圧力境界の外にある。
In order to move the
この例では、第1および第2リニアアクチュエータ108aおよび108bは空気式(加圧ガスにより作動)である。空気式アクチュエータは、例えば、天然ガスなどの揮発性プロセス流体を伴う用途に有利でありうる。しかしながら、その他の例では、第1および第2リニアアクチュエータ108aおよび108bは、例えば、油圧アクチュエータ、電動アクチュエータ、機械式アクチュエータ、電気機械アクチュエータ、圧電アクチュエータなど、任意のタイプのリニアアクチュエータ、あるいはその他の適切なアクチュエータまたは駆動部材であってよい。
In this example, the first and second
この例では示される軸流流体制御弁100において、リニアアクチュエータ108aおよび108bは、加圧シリンダ180aおよび180b、アクチュエータステム182aおよび182bをそれぞれ備える。アクチュエータステム182aおよび182bは連結バー134の先端にあるアダプタ184aおよび184bを介して連結バー134に連結されている。図に示した例では、アダプタ184aおよび184bは、締結具186aからd(例えば、ボルト)により連結バー134に着脱可能に連結される。他の例では、アダプタ184aおよび184bは、任意のその他の適切な締結機構を用いて連結バー134に着脱可能に連結することができる。さらに別の例において、ステム182aおよび182bは、アダプタ184aおよび184bなしに直接連結バー134に着脱可能に連結してもよい。
In the axial
作動中、圧縮ガスが加圧シリンダ180aおよび180bを充たしステム182aおよび182bを弁座リング162の方へ追いやる。リニアアクチュエータ108aおよび108bは、通路軸140に略平行であるが、通路軸140に対してオフセットされる(すなわち非同軸である)軸188aおよび188bに沿った向きになっている。ステム182aおよび182bは、通路軸140にと略位置合わせされた軸に沿って直線的に連結バー134を移動させる。本例において、連結バー134は、接続ロッドとして作用し、プラグステム132およびひいてはプラグ130を弁座リング162へ向かうあるいは離れる方へ移動させ、入口112と出口114との間の通路110を通過する流体流を変化さ
せる。
During operation, the compressed gas fills the pressurizing
例示的な第1弁本体部102、第2弁本体部104および/またはプラグ連結アセンブリ106は、例えば、鋳鉄、炭素鋼、例えばステンレス鋼、高ニッケル鋼などの耐食材料などの任意の適切な材料、および/または任意のその他の適切な材料、またはそれらの組み合わせから成るいずれかの適切な材料から製造することができる。
Exemplary
図3は、別の例の軸流流体制御弁300の断面図を示す。軸流流体制御弁300は第1弁本体部302、第2弁本体部304、プラグ連結アセンブリ306、リニアアクチュエータ308を含む。第1弁本体部302および第2弁本体部304は連結され、軸流流体制御弁300が、流体プロセスシステム (例えば、分配配管システム)に設置される際、入口312と出口314との間の流体流路を提供する通路310を画定する。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of another example axial
示される例では、軸流流体制御弁300は第2(開放)位置にある。軸流流体制御弁300は上流パイプ316を経由する上流供給源と下流パイプ318を経由する下流供給源の間の流体流路に置かれる。作動時、プラグ連結アセンブリ306は、入口312と出口314との間の流体の流れ319を阻止する第1位置(例えば、不図示の閉鎖位置)と入口312と出口314との間で流体の流れ319を可能にする第2位置(例えば、開放位置)の間で作動する。
In the example shown, the axial
例示的なプラグ連結アセンブリ306は、プラグ320、ステム322、連結バー324、ピンインスロット(スロットにピンが入った)ジョイント326、ジョイント328、旋回軸すなわち支点330を備える。例に示されるように、ステム322は第1端332でプラグ320に連結されている。プラグ320およびステム322の一部分は、両者の縦軸がほぼ軸方向に整列されたように(すなわち同軸に)あるいは、通路310の縦軸334およびそこを流れる流体流れに略平行に通路310内に配置される。
The exemplary
この例では、第2弁本体部304は、第2弁本体部304内に広がる空洞部336を有する。空洞部336は、連結バー324、ピンインスロットジョイント326および支点330を受け入れる。支点330は空洞部336の内壁338に連結した旋回軸の連結部である。
In this example, the second valve body 304 has a
空洞部336は、空洞部の外壁340によって通路310から流体的に隔離される。通路310は、空洞部336のいずれかの側部および下を迂回し、空洞部336の内部は軸流流体制御弁300の外側の環境に露出される。
The
ステム322は空洞部336の壁にある隙間342を横切って通る。隙間342は、通路310内部のプロセス流体と空洞部336の間の密閉状態を維持するためにパッキン344を備える。パッキン344は、水密シールを形成しプロセス流体が通路310から空洞部336に漏れるのを防ぐためにパッキン344を圧迫するグランドナット346により適所に固定される。
図に示した例では、軸流流体制御弁300はガスケット348および349(例えば、シール材)およびケージ354をさらに備える。ガスケット348および349は、第1弁本体部302の第2フランジ350と第2弁本体部304の第3フランジ352の間にあるケージ354のいずれかの側面に配置される。ケージ354は、通路310の流体流路内に軸方向に延在する。弁座リング356は出口312に隣接する第1弁本体部302の内面に作動可能に接続される。弁座リング356は、プラグ320を受け入れるためフランジ部358を有する。作動時、プラグ320は、第1弁本体部302および第2弁本体部304を通る流体の流れを制限あるいは阻止するために弁座リング356に向かう第
1の方向、第1弁本体部302および第2弁本体部304を通る流体の流れを可能にする、あるいは増加させるために弁座リング356から離れる第2の方向に移動する。
In the illustrated example, the axial
ステム322の第2端部360は、ピンインスロットジョイント326(例えば、ハーフジョイント)により連結バー324の端部に枢動可能、摺動可能に取り付けられる。図に示した例では、連結バー324はスロット362を含み、その中で連結バー324およびステム322がピン364(例えば、ペッグ、ノブなど)により接続される。連結バー324は支点330により空洞部336の内壁338に枢動可能に取り付けられる。
The
プラグ連結アセンブリ306を第1位置(閉鎖)および第2位置(開放)間で移動させるために、連結バー324は、ジョイント328によりリニアアクチュエータ308に枢動可能に接続される。図に示した例では、アクチュエータ308は、加圧シリンダ366およびアクチュエータステム368を含む。アクチュエータステム368は、ヒンジ372により中間棒370に枢動可能に連結され、中間棒370はジョイント328により連結バー324に枢動可能に連結される。その他の例では、アクチュエータステム368および連結バー324は、任意のその他の適切な機構により摺動可能、枢動可能に取り付けることができる。
To move the
図に示した例では、作動中、圧縮ガスが加圧シリンダ366を充たしアクチュエータステム368を外側方向(すなわち弁座リング356の方)へ追いやる。リニアアクチュエータ308は、通路軸334に略平行であるが、通路軸334に対してオフセットされる(すなわち非同軸である)軸374に沿って向いている。アクチュエータステム368は、中間棒370を介して、空洞部336内の支点330の回りを旋回する連結バー324を移動させる。その結果、連結バー324は、ステム322およびプラグ320を弁座リング356から離れるように移動させ通路310を開き、弁本体部を通り入口312から出口314へ流れる流体の流れを可能にする。この例では、連結バー324はレバーまたは揺り軸として作用し、アクチュエータ308からの直線運動をプラグ320内の直線運動に移す。
In the illustrated example, during operation, compressed gas fills the
本明細書に記載の例示的な軸流流体制御弁100および300は、軸流弁を収納するために求められる全体の寸法を有利に小型化し、多くのシール材およびガスケットを要する流れの中の作動要素の個数を大幅に減らし、流れの効率を向上させる。また、例示的な軸流流体制御弁100および300は、作動要素が流体流の圧力境界の外に配置されるため、望まない漏れを低減させる。さらに、例示的な軸流流体制御弁100および300は、可動部品の個数が大幅に削減されているため、製造および保守の費用が大幅に削減される。また、本書に記載の例示的な弁は、入口と出口との間に軸方向に整列された通路を備え、弁を通る最小限の制限流路を提供する。
The exemplary axial
特定の例示的な装置を本明細書に記載したが、本願の包含する範囲はそれらに限定されない。そうではなく、本願は、字義通りまたは等価物の原則下、本願の特許請求の範囲に適正に含まれる全ての方法、装置、および製品を包含する。 While certain exemplary devices have been described herein, the scope of coverage of this application is not limited thereto. Rather, this application includes all methods, devices, and products that fall within the scope of the claims of this application, either literally or under the principles of equivalents.
Claims (20)
前記穿孔の隙間を通って延在するプラグステムと、前記プラグステムの第1端部と接続されるプラグと、前記プラグステムの第2端部と接続される連結バーとを備え、前記軸流弁本体および前記通路の軸方向と同軸である第1の軸に沿って移動可能なプラグ連結アセンブリと、
前記プラグ連結アセンブリのプラグを前記通路内の前記第1の軸に沿って移動させ前記通路を通る流体の流れを変える前記プラグ連結アセンブリの前記連結バーに作動可能に連結されたステムを有し、前記ステムは前記第1の軸とは異なる第2の軸に沿って移動するリニアアクチュエータと、
前記隙間に配置され前記通路と前記穿孔との間の密閉状態を維持し、且つ前記プラグステムの円滑な直線運動を可能にするパッキンと、
を備える装置。 An axial flow valve body defining a passage between an inlet and an outlet through which process fluid flows and a perforation extending into and fluidly isolated from the passage ;
A plug stem extending through the perforation gap; a plug connected to a first end of the plug stem; and a connecting bar connected to a second end of the plug stem; the axial direction and the first movable plug connecting assembly along an axis which is coaxial with the valve body Contact and said passageway,
The plug before Symbol plug connecting assembly has the first move along an axis stem is operably linked to the connecting bar of the plug connection assembly to vary the flow of fluid through said passage of said passage , a linear actuator wherein the stem is to move along a second axis different from the first axis,
A packing disposed in the gap to maintain a sealed state between the passage and the perforation, and to allow smooth linear movement of the plug stem;
A device comprising:
前記穿孔の隙間を通って延在し、前記軸流弁本体および前記通路の流体流路と略位置合わせされた第1の軸に沿って摺動可能に移動可能なプラグと、
プラグステムを介して前記プラグに作動可能に連結され、縦軸が前記第1の軸とは異なる第2の軸に沿った向きの連結バーであって、前記第1の軸と略位置合わせされた方向に移動し、前記プラグを移動させる連結バーと、
前記隙間に配置され前記通路と前記穿孔との間の密閉状態を維持し、且つ前記プラグステムの円滑な直線運動を可能にするパッキンと、
を備える装置。 An axial flow valve body defining a passage between an inlet and an outlet through which process fluid flows and a perforation extending into and fluidly isolated from the passage ;
It extends through the gap of the perforations, and slidably moveable plug along a first axis that is substantially aligned with the fluid flow path of the axial flow valve Body Contact and said passageway,
Is operably linked to the plug via the plug stem, the vertical axis and the first axis a direction connecting bar along different second axis is substantially aligned with said first axis A connecting bar for moving the plug ,
A packing disposed in the gap to maintain a sealed state between the passage and the perforation, and to allow smooth linear movement of the plug stem;
A device comprising:
前記弁ステムの一端に連結され、前記弁ステムの前記軸方向と略位置合わせされた軸を有するプラグと、
前記弁ステムのもう一方の端に連結され、前記弁ステムの軸方向に垂直な軸方向を有する連結バーと、
前記連結バーに作動可能に接続され、前記連結バーを、前記弁ステムの軸方向に略平行な方向に直線的に移動させ、前記プラグおよび前記弁ステムは、軸流弁本体内に配置され、前記軸流弁本体を通る流体流路と略位置合わせされたリニアアクチュエータと、を備え
る装置。 A valve stem having an axial direction ;
A plug connected to one end of the valve stem and having a shaft substantially aligned with the axial direction of the valve stem;
Is connected to the other end of the valve stem, and a connecting bar that have a vertical axial in an axial direction of said valve stem,
Said operatively connected to the connecting bar, said connecting bar, is moved linearly in the direction substantially parallel to the axial direction of said valve stem, said plug and said valve stem is disposed in axial flow valve body And a linear actuator substantially aligned with a fluid flow path through the axial flow valve body.
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